Araştırma Makalesi

Yeni Corona virüs hastalığının önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları kullanılarak göğüs röntgen görüntülerinden tespiti

Cilt: 36 Sayı: 4 2 Eylül 2021
PDF İndir
TR EN

Yeni Corona virüs hastalığının önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları kullanılarak göğüs röntgen görüntülerinden tespiti

Öz

COVID-19 virüsü özellikle yaşlı bireyleri ve kronik rahatsızlığı bulunan hastaları ciddi bir şekilde etkileyen ve ölümlere sebep olmaktadır. Hızlı ve doğru bir erken teşhis ölüm oranını düşürmede ve bu salgının ekonomik maliyetini azaltmada anahtar bir role sahiptir. Bu amaçla, teşhis kitleri, teşhis aletleri ve tıbbi görüntüleme kullanılarak teşhis gibi yöntemler geliştirilmiştir. Her ne kadar bunlar arasında bilgisayarlı tomografi ile elde edilen göğüs görüntüleri altın bir standart olarak kabul edilse de, bu cihaza erişimde genellikle sorun yaşanmaktadır. Bu nedenle, röntgen cihazı gibi daha kolay ulaşılabilen cihazlar yardımıyla teşhis konulması oldukça önemlidir. Kaggle tarafından sunulan ve göğüs röntgen görüntülerinden oluşan “COVID-19 radiography database” veri tabanı bu çalışmada kullanılmıştır. Üç farklı ResNet modeli (ResNet 50, ResNet 101 ve ResNet 152) (a) COVID-19 hastalarının sağlıklı bireylerden ayırt edilmesi, (b) COVID-19 hastalarının zatürre hastalarından ayırt edilmesi ve (c) COVID-19 hastalarının zatürre hastaları ve sağlıklı bireylerden ayırt edilmesi için denenmiştir. Bu modeller arasında en yüksek başarılı sonuçları ResNet 50 modeli vermiştir. Elde edilen sonuçlara göre, COVID-19 hastalarının sağlıklı bireylerden ayırt edilmesinde %99,3 başarıya, COVID-19 hastalarının zatürre hastalarından ayırt edilmesinde %99,2 başarıya ve COVID-19 hastalarının hem normal bireylerden hem de zatürre hastalarından ayırt edilmesinde %97,3 başarıya ulaştık. Bu sonuçlar bildiğimiz kadarıyla sadece röntgen görüntüleri kullanılarak COVID-19 teşhisinde elde edilen en yüksek sınıflandırıcı başarımlarıdır. Sonuç olarak, önceden eğitilmiş ResNet 50 modeli COVID-19 hastalarının sadece göğüs röntgen görüntülerinden hızlı ve doğru bir şekilde tespit edilmesinde büyük bir potansiyele sahiptir. Röntgen cihazları sağlık kuruluşlarında diğerlerine kıyasla nispeten daha kolay erişilebilir cihazlar olduğundan, bu çalışmada kullanılan modelin bu salgını yenme konusunda yardımcı olacağına inanıyoruz.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. [1] Zhu N., Zhang D., Wang W., Li X., Yang B. vd., A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019, The New England Journal of Medicine, 382, 727-733, 2020.
  2. [2] CDC COVID-19 Response Team, Severe outcomes among patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19) - United States, MMWR Morb Mortal Wkly Rep 2020, https://www.cdc.gov/mmwr/volumes/69/wr/mm6912e2.htm
  3. [3] World Health Organization, Coronavirus disease (COVID-19) situation report of weekly operational update. Nov 13, 2020. https://www.who.int/publications/m/item/weekly-operational-update-on-covid-19---13-november-2020
  4. [4] Verma H.K., Merchant N., Verma M.K., Kuru C.I., Singh A.N. vd., Current updates on the European and WHO registered clinical trials of coronavirus disease 2019 (COVID-19), Biomedical Journal, corrected proof, 2020.
  5. [5] World Health Organization, Framework for decision-making: implementation campaigns in the context of COVID-19, Interim Guidance, May 22, 2020.
  6. [6] Isler Y., Discrimination of systolic and diastolic dysfunctions using multi-layer perceptron in heart rate variability analysis, Computers in Biology and Medicine, 76, 113-119, 2016.
  7. [7] Badnjevic A., Gurbeta L., Custovic E., An expert diagnostic system to automatically identify asthma and chronic obstructive pulmonary disease in clinical settings, Scientific Reports, 8, 1-9, 2018.
  8. [8] Zhou Z.H., Jiang Y., Yang Y.B., Chen S.F., Lung cancer cell identification based on artificial neural network ensembles, Artificial Intelligence in Medicine, 24, 25-36, 2002.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

2 Eylül 2021

Gönderilme Tarihi

18 Kasım 2020

Kabul Tarihi

6 Nisan 2021

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Cilt: 36 Sayı: 4

Kaynak Göster

APA
Narin, A., & İşler, Y. (2021). Yeni Corona virüs hastalığının önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları kullanılarak göğüs röntgen görüntülerinden tespiti. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(4), 2095-2108. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.827921
AMA
1.Narin A, İşler Y. Yeni Corona virüs hastalığının önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları kullanılarak göğüs röntgen görüntülerinden tespiti. GUMMFD. 2021;36(4):2095-2108. doi:10.17341/gazimmfd.827921
Chicago
Narin, Ali, ve Yalçın İşler. 2021. “Yeni Corona virüs hastalığının önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları kullanılarak göğüs röntgen görüntülerinden tespiti”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 (4): 2095-2108. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.827921.
EndNote
Narin A, İşler Y (01 Eylül 2021) Yeni Corona virüs hastalığının önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları kullanılarak göğüs röntgen görüntülerinden tespiti. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 4 2095–2108.
IEEE
[1]A. Narin ve Y. İşler, “Yeni Corona virüs hastalığının önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları kullanılarak göğüs röntgen görüntülerinden tespiti”, GUMMFD, c. 36, sy 4, ss. 2095–2108, Eyl. 2021, doi: 10.17341/gazimmfd.827921.
ISNAD
Narin, Ali - İşler, Yalçın. “Yeni Corona virüs hastalığının önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları kullanılarak göğüs röntgen görüntülerinden tespiti”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/4 (01 Eylül 2021): 2095-2108. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.827921.
JAMA
1.Narin A, İşler Y. Yeni Corona virüs hastalığının önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları kullanılarak göğüs röntgen görüntülerinden tespiti. GUMMFD. 2021;36:2095–2108.
MLA
Narin, Ali, ve Yalçın İşler. “Yeni Corona virüs hastalığının önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları kullanılarak göğüs röntgen görüntülerinden tespiti”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 36, sy 4, Eylül 2021, ss. 2095-08, doi:10.17341/gazimmfd.827921.
Vancouver
1.Ali Narin, Yalçın İşler. Yeni Corona virüs hastalığının önceden eğitilmiş evrişimli sinir ağları kullanılarak göğüs röntgen görüntülerinden tespiti. GUMMFD. 01 Eylül 2021;36(4):2095-108. doi:10.17341/gazimmfd.827921

Cited By